物理九年级全册4 欧姆定律的应用精品课后作业题

第17课  欧姆定律的应用

知识点01  伏安法测电阻

伏安法测电阻

(1) 定义：对于一个未知电阻，用电压表测出它两端的电压U，用电流表测出通过它的电流I，应用欧姆定律变形伏安法变式，就可以求出它的阻值，这种测量电阻的方法叫做伏安法。

(2) 试验原理：

(3) 试验装置：电源、开关、导线、待测电阻Rx、小灯泡人滑动变阻器、电压表、电流表。

(4) 注意事项：①开关应处于断开状态。 ②滑动变阻器滑片P处于最大阻值处（目标是为了保护电路）

③按照电路图连接实物图。在连接电路时先连接串联的主电路，后连接电压表。

④注意电表的连接，量程的选择。  ⑤检查有无短、断路故障。

⑥需进行多次试验取平均值，主要为了减小偶然误差。

【即学即练1】伏安法测电阻实验中，电路连接如图所示，两表的读数分别为10V和0.1A，电流表的内阻为0.2Ω，那么有关待测电阻Rx的说法中，正确的是（　　）

A．Rx的真实值为100Ω

B．Rx的测量值偏小

C．要使Rx的测量值更接近真实值可减小电流表的阻值

D．电压表的示数等于Rx两端的电压

答案　C

解析　AB．根据欧姆定律可得，Rx的电阻测量值为

Rx的实际电阻为100Ω-0.2Ω=99.8Ω

即Rx的电阻测量值比实际值大，故AB错误；

C．由于电压表与电流表示数之比为被测电阻和电流表阻值之和，所以要使Rx的测量值更接近真实值可减小电流表的阻值，故C正确；

D．由题图可知，电阻Rx与电流表串联后与电压表并联，电流表测通过Rx的电流，电压表测电阻Rx和电流表两端的电压之和，即电压表示数等于Rx和电流表两端的电压之和，故D错误。

故选C。

知识点02  欧姆定律在串并联电路中应用

串联电路

(1)电路图

(2)电压：U总=U1+U2，电流：I总=I1=I2，电阻： R总=R1+R2。

(3)串联分压，电阻和电压关系：

并联电路

(1)    电路图

(2)    电压：U总=U1=U2，电流：I总=I1+I2，电阻：。

(3)    并联分流，电阻和电流的关：。

【即学即练2】如图，电源电压恒为3V，灯L1的电阻为10Ω，开关S闭合后，电压表的示数为1V，则灯L1与灯L2电阻之比等于（　　）

A．1∶2 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3

答案 B

解析 由电路图可知，开关S闭合后，两灯泡串联，电压表测的是灯L2两端的电压，所以L2两端电压为1V；因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以L1两端的电压

U1=U-U2=3V-1V=2V

串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得灯L1与灯L2电阻之比

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

考法01  考察伏安法测电阻的试验相关内容

【典例1】小林同学利用如图所示的电路先进行“测量定值电阻阻值”的实验，再利用这个实验电路做了“探究电流与电压的关系”的实验。测出通过定值电阻的不同电流和对应的电压值如表所示。实验时，准备了以下器材：两节新干电池、电流表（安）、电压表（伏）、滑动变阻器（欧）。下列有关叙述正确的是（　　）

A．第1、6次实验数据是错误的

B．可以将定值电阻换成小灯泡

C．两个实验通过滑动变阻器调节进行多次测量的目的是相同的

D．由表可知，通过定值电阻的电流与其两端电压成正比

答案　D

解析　A．由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，在第1次实验中，因为电源由两节新干电池组成，即电源电压为，当电压表示数为时，电路中电流为，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端电压为

由欧姆定律可得

而滑动变阻器最大阻值才20欧，所以第1次实验数据是错误的；当滑动变阻器滑片移到端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，且电源电压为，故可以得到第6次实验数据，故A错误；

B．本实验是做“探究电流与电压的关系”，需要控制导体的电阻不变，而小灯泡的电阻受温度影响较大，不符合实验要求，故B错误；

C．“测量定值电阻阻值”的实验中多次测量的目的是取平均值，减小误差；“探究电流与电压的关系”的实验多次测量的目的是寻找普遍规律，两个实验中多次测量的目的是不同的，故C错误；

D．由表中数据可知，电压与电流的比值不变，即通过定值电阻的电流与其两端电压成正比，故D正确。

故选D。

考法02  考察欧姆定律在串联电路中的应用

【典例2】如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。当开关S闭合滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．电压表的示数不变，电流表的示数变大

B．电压表和电流表的示数的比值变小

C．电压表的示数变化范围为2~6V

D．电流表的示数变化范围为0.3~0.6A

答案 C

解析 由电路图可知，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中电流。

AB．当滑片由b端移到a端的过程中，滑动变阻器的阻值变小，电路中的总电阻变小；电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表示数变大；根据串联电路电阻的分压特点可知R1两端电压变大，即电压表示数变大，电压表和电流表的示数的比值为R1的电阻，保持不变，故AB错误；

CD．当滑片在b端时，R1、R2串联，电路的总电阻为R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω

电路中的电流为

电压表的示数为

U1=IR1=0.2A×10Ω=2V

当滑片在a端时，电路中只有R1，此时电路中的电流为

R1两端电压为电源电压，电压表示数为6V。故滑片由b端移到a端的过程中，电流表的示数变化范围是0.2~0.6A，电压表的示数变化范围是2~6V，故C正确，D错误。

故选C。

考法03  考察欧姆定律在并联电路中的应用

【典例3】如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是3∶1，此时灯L1、L2的电阻之比是（　　）

A．2∶1 B．1∶2 C．3∶1 D．1∶3

答案 B

解析 由电路图可知，开关S断开后，如果甲、乙为电压表将会造成电路断路，两灯泡均不发光，不符合题意，因此甲、乙都为电流表，此时灯L1、L2并联连接，电流表甲测干路电流，电流表乙测通过L2的电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过L1、L2的电流之比

因并联电路中各支路两端电压相等，所以两灯泡的电阻之比

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

考法04  考察欧姆定律的简单计算

【典例4】如图所示的电路中，电源电压为6V且不变，定值电阻R的阻值为20Ω；灯泡L的阻值为10Ω。闭合开关S后，灯泡L不亮，电压表的示数为6V，则下列关于电流表的示数判断正确的是（　　）

A．一定为零 B．可能为0.2A C．可能为0.3A D．可能为0.6A

答案 C

解析 由图可知，灯泡和电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量电阻两端电压，闭合开关S后，灯泡L不亮，电压表示数等于电源电压，说明R断路或L短路，如果R断路，则电流表示数为零；如果L短路，则电流表示数

由此分析可知ABD错误，C正确。

故选C。

题组A  基础过关练

1. 如图所示电路的电压保持不变，闭合开关后移动滑片，电流表的示数变化范围为0.4A～1.2A，电压表的示数变化范围为0～8V。则定值电阻R的阻值及电源电压分别为（　　）

A．20Ω；12V B．20Ω；8V

C．10Ω；12V D．10Ω；8V

答案 C

解析 由电路图可知，电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器接入电路中的阻值较大时，电路中的电流较小，由串联分压的规律可知，变阻器两端的电压较大，反之当滑动变阻器的阻值较小时，电路中的电流较大，变阻器两端的电压较小；所以，当电路中的电流为0.4A时，电压表的示数为8V，因为串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以电源的电压U＝I1R+U滑＝0.4A×R+8V     ①

当电路中的电流为1.2A时，电压表的示数为0，电源的电压

U＝I2R＝1.2A×R      ②

因为电源的电压不变，所以联立①②可得

R＝10Ω，U＝12V

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

2. 一段导体两端的电压为2V，导体的电流为0.2A，将它两端的电压增大到4V时，导体中的电流变为（　　）

A．0.25A B．0.3A C．0.4A D．0.5A

答案 C

解析 根据欧姆定律可得，导体的电阻为

电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端电压和通过的电流无关，如果将其两端的电压增大到4V，导体的电阻不变，根据欧姆定律可得，此时导体中的电流为

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

题组B  能力提升练

1. 如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法中正确的是（　　）

A．甲和乙都是阻值不变的电阻

B．当乙两端电压为2V时，乙的电阻为5Ω

C．甲、乙串联在电路中，当电路中电流为0.2A时，甲、乙两端的电压之比是2∶1

D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路中干路电流为0.6A

答案 D

解析 A．甲的图像为一条倾斜直线，说明电流与电压成正比，甲的阻值不变，乙的图像为曲线，则其阻值是变化的，故A错误；

B．当乙两端电压为2V时，从图中找出，乙的电流为0.2A，此时

故B错误；

C．甲、乙串联在电路中，电路电流为0.2A时，从图中找出，甲的电压为1V，乙的电压为2V，甲、乙两端的电压之比是1∶2，故C错误；

D．并联电路各支路电压相等，等于电源电压，当电源电压为2V时，从图中找出，甲的电流为0.4A，乙的电流为0.2A，故干路电流为

故D正确。

故选D。

2. 有一只标有“2V”字样的小灯泡L和一个定值电阻，如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I—U图像，由图像可知定值电阻R的阻值为____________；若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压最大为____________V。

答案 10；7

解析 [1]由图甲可知，当R两端电压为2V时，电流为0.2A，则定值电阻R的阻值

[2]小灯泡L标有“2V”的字样，所以灯泡两端电压最大为2V，由由图甲可知，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5A，由于小灯泡L和定值电阻串联，所以通过定值电阻的电流也是0.5A，则定值电阻两端电压

有串联电路的电压规律可得电源电压

题组C  培优拔尖练

1. 如图所示的电路中，电源电压恒为，电阻为。闭合开关时，电流表的示数为。求：

（1）通过电阻的电流；

（2）电阻的阻值。

答案 （1）；（2）

解析 （1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过电阻R1的电流为

（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电阻R2的电流为

I2=I-I1=2.5A-2A=0.5A

则电阻R2的阻值

答：（1）通过电阻R1的电流为2A；

（2）电阻R2的阻值为60Ω。

2. 小明用如下图所示的实验装置测量未知电阻的阻值；

（1）请指出图中小明在连接电路前，操作中的一处不妥之处______；

（2）用笔画线代替导线将电路补充完整，使滑动变阻器滑片向右移动时电阻增大______；

（3）实验时，将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中，发现电流表示数逐渐变大但不超过量程，电压表始终无示数。经检查是电压表出现了故障，故障应是电压表发生了______；

（4）闭合开关后，若发现电压表指针向左偏转，原因是______；

（5）闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是______；

（6）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量，在第三次测量中电流表的示数如下图所示，其示数为______A；

（7）下表是小明记录数据的表格，其不足之处是______；根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为______Ω；（结果保留一位小数）

（8）另一组同学进行实验时，根据自己所记录的实验数据绘制了如下图所示的U－I图像；结果发现绘制的U－I图像和其他组绘制的图像不同，你认为其原因是______；根据图像也可计算出待测电阻Rx＝______Ω（实验过程中电源电压保持不变）；

（9）若现有两个滑动变阻R1（5Ω，  3A）、R2（10Ω，  2A）可供选取，则由表中的数据可知，本实验可选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；

（10）利用如下图已经连好的电路，还可以完成的实验是______；

（11）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如下图所示的电路，测量未知电阻Rx的阻值，请将下列实验步骤补充完整：

①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；

②闭合开关S、S1，记下此时电压表示数为U；

③请写出未知电阻Rx的阻值表达式；Rx=______（用U、U1，和R0表示）；

（12）若实验中只有一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如下图所示的电路。测量未知电阻Rx的阻值，请将下列实验步骤补充|完整：

①保持开关S2断开，闭合开关S、S1，读出并记录电流表示数I1；

②断开开关S1，闭合开关S、S2，读出并记录电流表示数I2；

③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx=______。（用I1、I2和R0表示）

答案 开关是闭合的    

 断路；电压表的正负接线柱接反了；电阻断路；0.48；没有设计电阻的平均值这一栏；5.0 ；电压表并联在滑动变阻器两端 ；10；R2；电流与电压的关系； ；

解析（1）[1]为保护电路，连接电路时，开关应断开，图中开关是闭合的，是错误的。

（2）[2]滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路，要使滑动变阻器滑片向右移动电阻增大，故应将左下接线柱接入电路，如图所示：

（3）[3]将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中，发现电流表示数逐渐变大但不超过量程，则电路是通路，电压表始终无示数，则电压表断路，电压表不能短路，否则滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中电流表要超过量程。

（4）[4]闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，可能是电压表的正负接线柱接反了。

（5）[5]闭合开关，发现电流表没有示数，可能电路中出现断路，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，可能电压表串联在电路中，故障可能是电阻断路。

（6）[6]由图可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.48A。

（7）[7]测电阻要多次测量取平均值减小误差，题中表格没有设计电阻的平均值这一栏。

[8]根据欧姆定律可以计算出第3次实验时电阻的阻值

则定值电阻的阻值

（8）[9]定值电阻与变阻器串联，当电路电流变小时，根据U=IR可知，定值电阻的电压变小，由串联电路电压的规律，变阻器的电压变大，由如图所示的U-I图像知，电流越小，电压表示数越大，可能将电压表并联在滑动变阻器两端了。

[10]当变阻器连入电路的电阻最大时，电压表示数最大，电路的电流最小，由图可知，I1=0.05A，电压表示数为U1=2.5V；根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压为U=I1Rx+U1=0.05A×Rx+2.5V------①

当变阻器连入电路的电阻为0时，电压表示数为0，电路的电流最大，由图丁可知，I2=0.3A，电压表示数为U2=0；根据欧姆定律，电源电压为U=I2Rx=0.3A×Rx-----②

由①②得Rx=10Ω。

（9）[11]一节干电池的电压约1.5V，电源由三节干电池组成，电源电压是4.5V，由表中数据可知，当电流是0.31A时，电阻两端的电压是1.5V，变阻器两端的电压是U滑=U-U1=4.5V-1.5V=3V

变阻器的阻值

所以滑动变阻器选用R1。

（10）[12]因电压表能测出电阻的电压，电流表可测量出通过电阻的电流，滑动变阻器可以改变电阻两端的电压，不改变上面连好的电路，还可以完成的实验是探究电流跟电压的关系。

（11）[13]在②中，闭合S和S1，R0短路，用电压表测出待测电阻的电压即电源的电压U；在①中，两电阻串联，电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1，根据串联电路电压的规律定值电阻的电压U0=U-U1

根据串联电路分压原理

待测电阻

（12）[14]开关S2断开，闭合开关S、S1，两个电阻并联，电流表测量通过R0的电流，电源电压为

U=I1R0，断开开关S1，闭合开关S、S2，两个电阻并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路电流的规律可知通过定值电阻Rx的电流Ix=I2-I1

根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律得到待测电阻Rx的表达式